测试技术B

一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分）在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题后的括号内。错选、多选和未选均无分。

1、下列信号中功率信号是（ ）。

A.指数衰减信号 B.正弦信号、C.三角脉冲信号 D.矩形脉冲信号 2、两个非同频率的周期信号的相关函数为（ ）。

A. 0 B. 1 C. π D. 周期信号

3、不能用确定的数学公式表达的信号是（ ）。

A．复杂周期信号 B．瞬态信号 C．随机信号 D.非周期信号

4、在尘埃、油污、温度变化较大，伴有振动等干扰的恶劣环境下测量时，传感器的选用必须首先考虑的因素是( )。

A．响应特性 B．稳定性 C．灵敏度 D．精确度 5、属于传感器动态特性指标的是（ ）

A．重复性 B．线性度 C．灵敏度 D．固有频率

6、已知函数x(t)的傅里叶变换为X(f)，则函数y(t)=2x(3t)的傅里叶变换为（ ）。

A． 2X(f2f2) B．X() C． X(f) D． 2X(f) 33337、压电传感器是高内阻传感器，因此，要求前置放大器的输入阻抗（ ）。

A．很低 B．较低 C．很高 D.较高

8、为了获取关于物体形状的信息，可高密度配置（ ）。 060301

A. 触觉传感器 B. 压觉传感器 C. 力觉传感器 D. 滑动觉传感器 9、在金属热电阻中，其测温特性最好的是（ ）。

A. 铜电阻 B. 镍电阻 C. 铂电阻 D. 锰电阻

10、测量小空间动态温度，最好采用的温度传感器是( )。

A. 热电偶 B. 热敏电阻 C. 金属热电阻 D. 比色式温度传感器

11、在电桥测量中，由于电桥接法不同，输出的电压灵敏度也不同，可以得到最大输出的接法是（ ）。

A．单臂电桥 B．1/2臂电桥 C．差动电桥 D．全臂电桥 12、仅使频率在fc1~fc2之间的信号通过，应采用（ ）。

A．带阻滤波器 B．低通滤波器 C．带通滤波器 D．高通滤波器

13、在A／D转换器中，若被采样模拟信号的最高频率分量为fH，则采样频率fs应（ ）。

A．=fH B．>fH C．2fH

14、分析车厢振动、噪声时常用( )。

A．动刚度 B．速度阻抗 C．加速度阻抗 D．速度导纳 15、下列被测物理量适合于使用红外传感器进行测量的是（ ）。

A．压力 B． 温度 C． 力矩 D． 厚度

16、当信号x(t)和y(t)的互相关函数Rxy(τ)在τ=τd时有峰值，表明信号x(t)和y(t)有时移τd时，相关程度（ ）

A． 适中 B． 一般 C． 最高 D．最低

17、已知变磁通式转速传感器的测速齿轮的齿数为20，若测得感应电动势的频率为300Hz，

则被测轴的转速为（ ）

A． 300转/分 B． 600转/分 C． 900转/分 D． 6000转/分

18、若模/数转换器输出二进制数的位数为10，最大输入信号为2.5V，则该转换器能分辨出的最小输入电压信号为（ ）。

A． 1.22mV B． 2.44mV C． 3.66mV D． 4.88mV

19．利用相邻双臂桥检测的应变式传感器，为使其灵敏度高、非线性误差小（ ） A．两个桥臂都应当用大电阻值工作应变片 B．两个桥臂都应当用两个工作应变片串联

C．两个桥臂应当分别用应变量变化相反的工作应变片 D．两个桥臂应当分别用应变量变化相同的工作应变片 20．影响压电式加速度传感器低频响应能力的是（ ）

A．电缆的安装与固定方式 B．电缆的长度

C．前置放大器的输出阻抗 D．前置放大器的输入阻抗

二、多项选择题（本大题共5小题，每小题2分，共10分）请将正确选项前的字母填在题后的括号内。错选、少选、多选和未选均无分。 1、压电传感器前置放大器的主要作用是（ ）。

A．把传感器的低阻抗输出变换为高阻抗输出 B．把传感器的高阻抗输出变换为低阻抗输出 C．放大传感器的输出信号 D．调制传感器的输出信号

E．对传感器的输出信号进行检波

2、测量不能接触的高温物体的温度，可采用的温度传感器有（ ）。

A.全辐射式 B. 热电偶 C. 半导体二极管 D. 亮度式 E.比色式 3、工业机器人常用的位置传感器有（ ）。

A．接触式微动开关 B．差动变压器 C．精密电位计 D．非接触式光电开关 E．电涡流传感器

4、涡流式传感器可以作为位移、振动测量，还可作为（ ）

A． 测厚仪 B． 材质鉴别 C． 速度测量 D． 无损探伤 E． 面积测量 5、属于非确定性信号的特征有（ ）

A．时域波形不确定

B． 无法用确切的数学关系式描述时域波形 C．不能准确预测信号未来 D． 波形周而复始重复出现 E． 能够准确知道信号的变化

三、填空题（本大题共12小题，每小题1分，共12分）不写解答过程，将正确的答案写在每小题的空格内。错填或不填均无分。

1、传感器一般由 、 和基本转换电路组成。

2、信号x(t)的均值μx表示信号的 分量，方差x描述信号的 。 3、周期信号的自相关函数是 周期信号，但不具备原信号的 信息。 4、电感式压力传感器特点是 ，适用于 压力的测试。

2

5、用压电式加速度传感器及电荷放大器测量振动，若传感器灵敏度为7pC／g(g为重力加速度)，电荷放大器灵敏度为100mV／pC，则输入a=3g时系统的输出电压为 。 6、串联两个热电偶的输出电动势是 ，因而可以用于测量 。 7、调幅波的幅值取决于 ，调幅波的频率与 相等。

8、当多个信号的采样共同使用一个A／D转换器时，必须采用 法切换，完成此切换的器件是 。

9．传感器的过载能力是指传感器在不致引起规定性能指标永久改变的条件下，允许

超过 的能力。

10．已知某传感器的灵敏度为K0，且灵敏度变化量为△K0，则该传感器的灵敏度误差计算

公式为rs= 。

11．热敏电阻常数B大于零的是 温度系数的热敏电阻。

12．交流电桥各桥臂的复阻抗分别为Z1，Z2，Z3，Z4，各阻抗的相位角分别为

1、2、3、4，若电桥平衡条件为Z1/Z4=Z2/Z3，那么相位平衡条件应

为 。

四、简答题（本大题共5小题，每小题4分，共20分） 1、什么是逆压电效应？

2、为什么压电式加速度传感器要使用高输入阻抗电荷放大器？ 3、什么是结构型传感器?

4．回答与直线式感应同步器有关的下列问题： （1）它由哪两个绕组组成？

（2）鉴相式测量电路的作用是什么？ 5．说明薄膜热电偶式温度传感器的主要特点。

五、计算题（本大题共4小题，每小题5分，共20分） 1、已知信号x(t) 的傅里叶变换为

X(f)2T1sinc2fT1

试求信号x(0.5t) ，x(2t)的傅里叶变换。 020502 2、用压电式加速度传感器和电荷放大器测量某机器的振动。已知，传感器的灵敏度为100pC／g，电荷放大器的反馈电容C＝O.01μF，测得输出电压的峰值Uom＝0.4V。振动频率为100Hz。

2

①求机器振动加速度的最大值Am/s

②假定振动为正弦波，求振动速度v(t)； ③求振动幅度的最大值X。

3、已知变磁通式转速传感器输出电动势的频率f=72Hz，测量齿盘的齿数Z=36，求： （1）被测轴的转速是每分钟多少转？

（2）在上述情况下，如果计数装置的读数误差为±1个数字，其最大转速误差是多少？ 4、有一八位T形电阻网络D／A转换器，RF=3R，若d7~d0=00000001时Uo＝0.04V，计算d7~d0=00010110时的Uo为多少?

六、应用题（本大题共2小题，每小题9分，共18分）

1、试设计用两个同型号的热电偶测量：①两点间温度之和；②两点间温度之差；③两点平均温度的测温线路。

2、圆柱形弹性元件，在拉、弯联合作用下，见下图，应变片应如何布片和正确接电桥才能测定拉力P和弯矩M，并有消除拉力和弯矩间的相互干扰？试画出布片图与接桥图。

测试技术 B 答案

一、选择题（每小题1分）

1、B 2、A 3、C 4、B 5、D 6、B 7、C 8、B 9、C 10、B 11、D 12、C 13、D 14、D 15. B 16. C 17. C 18. B 19.C 20.D

二、多项选择题（每小题2分）

1、B C 2、A D E 3、A C D E 4. A B D 5. A B C

三、填空题

1、敏感元件、转换元件 2、直流、波动范围 3、同频率的、相位

4、频响低、 静态或变化缓慢 5、2.1V

6、各热电动势的代数和、两点之间温度之和（差） 7、信号大小、 载波的频率 8、分时、 多路模拟开关 9、测量范围

10、(△K0/K0)×100% 11、负

12、1324

四、简答题（每小题4分）

1、在某些晶体的极化方向(受力能产生电荷的方向)施加外电场，晶体本身将产生机械变形，当外电场撤去后，变形也随之消失，这种物理现象称逆压电效应。（4分）

2、压电传感器本身的内阻抗很高，而输出的能量又非常微弱，因此在使用时，必须接高输入阻抗的前置放大器。（4分）

3、结构型传感器则依靠传感器的几何尺寸、形状或位置等结构参数敏感被测量，常将被测量转换为相应的电阻、电感、电容等物理量的变化（2分）。结构型传感器性能稳定，抗干扰能力强，但结构复杂，不易成批生产（1分）。常用结构型传感器如电感式、电容式、电阻式位移传感器（1分）。 4．（1）由固定绕组和滑动绕组组成。（2分）

（2）检测感应电动势的相位，从而根据相位确定位移量的大小和方向。（2分） 5．主要特点是：热容量小（或热惯性小），时间常数小，反应速度快。（4分）

五、计算题 （每小题5分）

1、根据傅里叶变换的比例特性可得

Fx(0.5t)1f2T1sinc2T14T1sinc4fT10.50.5(3分)

Fx(2t)1f2T1sinc2T1T1sincfT122 (2分) 2、 ① UomkqACfQm （1分） CfamUomCfkq0.40.011062 （1分） g40g392.4m/s1210010 ②已知a(t)Asint，2f628rad/s

v(t)a(t)dtAsin(t)dtAcos(t)392.4cos(628t)0.625cos(628t)628 （1分）

③

x(t)v(t)dtAcos(t)dtAsin(t)2392.4sin(628t)0.001sin(628t)2628 （1分） X＝0.001m （1分）

3、（1）n60f6072120(转/分） （3分） Z3611转=±转故其Z36（2）频率计的计数装置读数误差为±1个数字，对应的角位移为±最大转速误差为±

1（转/分） （2分） 36

4、由已知条件，得出

UR0.04V d41 d21 d11 其余为08 （3分） 2Uo0.04(24222)V0.88V（2分）

六、应用题 （每小题9分）

1、解 其测量线路见图，图a是两个同型号的热电偶正向串联，用于测量两点的温度之和。（2分）

图b是两个同型号的热电偶反向串联，用于测量两点的温度之差。（2分）

图c是两个同型号的热电偶并联，用于测量两点间的平均温度。图中串入较大阻值的电阻R1、R2，以减少热电偶内阻r1和r2不同的影响。（2分）

（1分） （1分） （1分）

2、解 ①原则上仅需在圆柱弹性元件上下表面各帖一片应变片R1和R2（图a），并与两阻值与应变片阻值相同的固定电阻组成电桥。没有力、弯矩作用时，R1=R2=R3=R4，电桥输出电压Uo为零。 （3分）

② 测拉力时，由于受拉，ΔR1=ΔR2， 测定拉力的电桥见图b，R1和R2组成电桥的相对臂。（2分）

'测弯矩时，由于受弯，R1'R2。测定弯矩的电桥见图c，R1和R2组成相邻臂。（2分）

测拉力的电桥输出电压Uo

'R1R2R1'R2 UoUsRRRR代入已知条件，有

UoUsR1

2R

可见弯矩M的存在对力P的测量没有影响。 （1分） 同理，可得到测量弯矩M的电桥（图c）的输出电压

1R1'UoUs

2R同样，P的存在对M的测量也没有影响。 （1分）